자연물의 구조 해석을 통한 금속공예 연구

석사학위논문

자연물의 구조 해석을 통한 금속공예 연구

-금속판재와 소라(shell)구조 이용을 중심으로-

국민대학교 대학원 금속공예학과

최 기 준

2002

자연물의 구조 해석을 통한 금속공예 연구

-금속판재와 소라 (shell) 구조 이용을 중심으로-

지도교수 전용일

이 논문을 석사학위 논문으로 제출함

2003년 월 일

국민대학교 대학원 금속공예학과

최 기 준

2002

최기준의 석사학위 논문을 인준함

2003년 월 일

심사위원장 (인)

심사위원 (인)

심사위원 (인)

국민대학교 대학원

논문요약

이 연구는 금속공예의 기본조건이라 할 수 있는 ‘기능’의 문제를 해결하기 위해 발생하 는 물리력과 공간의 문제를 자연물 구조 빌림으로 풀어 가는 시도이다.

자연물 형태를 모방하는 것은 인류역사 시작 후 지금까지 가장 자연스럽게 진행되어 온 인간의 본능이다. 자연물이 이뤄놓은 문제해결을 인간은 조금씩 모방해서 생활에 적용시키고 있다.

역사적으로 자연물 형태이용에 적극적이었던 아르누보양식은 지나친 장식의 남발로 짧 게 끝이 났다. 하지만 현대 공예와 디자인, 건축 등에서 자연물 표현의 적절한 이용은 디자인의 중요한 요소가 되고 있다.

나는 이 연구 작품에서 얇은 금속판재의 부족한 인장력을 자연물의 구조와 소라(shell) 구조를 도입 해결했다. 이 구조 빌림의 중요한 목표는 기능에 필요한 공간과 물리력의 해결이다.

논문작업은 테이블웨어 제작에서 금속 판재가구까지의 작업이 진행되었으며 이것은 곧 공간을 만드는 구조에서 힘을 해결하기 위한 구조로 주요관점의 변화가 진행된 것과 마찬가지이다.

공간을 해결하기 위한 구조로는 가소성이 좋은 은, 적동, 황동 등을 망치성형기법인 안 티클라스틱 싱킹(anticlastic sinking)기법을 이용하여, ‘마늘 형 차 거르기’, ‘마늘 형 차 숟가락’, ‘빛의 흐름1,2’등을 제작했다. 이들 연구 작품들의 제작을 통해 자연물을 묘사하는데 초점을 맞추는 것이 아닌 자연물의 구조 재해석을 통한 새로운 기능탐구의 가능성을 발견했다.

힘을 해결하기 위한 구조로는 금속판재 가구제작을 했다. 소라(shell)구조와 연철의 좋 은 인장력과 가공성을 이용하여 테이블, 의자 등을 제작했다. 이를 통해 소라(shell)구 조의 이용이 자연물처럼 극소 간결한 구조해결을 위한 방법으로 가능성을 제시하였다.

이미지는 자연물에서 유도했으나 지나친 묘사를 자제하여, 작품자체에서 구조미가 강 조되도록 힘썼으며, 금속판재의 정밀한 가공을 통한 공간감과 운동감 표현에 주력하여 금속판재의 물성이 가진 디자인 특성을 강조하였다.

더 나아가 인위적 구조가 갖는 긴장감과 공간적 흐름의 유도로 자연물 이미지를 구축 하고 미적 인식의 객관성을 끌어내어, 형태구성의 좋은 예시를 제시하고자 하였다.

주요어: 자연물, 금속판재, 소라(shell)구조, 공간감

차례

논문요약 ··· ⅰ 차례 ··· ⅲ

Ⅰ. 머리글

1. 연구목적 ··· 1

2. 연구방법 ··· 2

Ⅱ. 본론

1. 자연물형태 응용의 예 ··· 3

1) 아르누보와 자연물 형태차용 ··· 3

-아르누보(Atr Nouveau) ··· 3

-앙리 반 데 벨데(Henri van de Velde) ··· 4

2) 현대 산업디자인 ··· 4

3) 금속공예 ··· 5

4) 건축구조와 유기적 형태 ··· 6

-아치 및 볼트구조의 발달과 고딕건축 ··· 6

-현대건축 ··· 7

2. 물리력과 판재의 구조 ··· 9

1) 응력 ··· 9

2) 하중 ··· 9

3) 소라(shell)구조 ··· 10

4) 절판구조 ··· 11

3. 금속판재와 가공 ··· 12

1) 탄소강 ··· 12

2) 금속판재와 가공 ··· 14

㉠ 소라(shell)구조와 금속 ··· 14

㉡ 금속판재의 성질을 이용한 가구 ··· 14

Ⅲ. 연구 작품

Ⅳ. 맺음글

연구작품 목록

참고그림 목록

참고문헌

abstract

Ⅰ. 머리글

1. 연구목적

인간의 미의식에는 주관적인 부분과 객관적인 부분이 공존하며 이들은 인종, 연령, 종 교 등에 따라 변화한다. 또한 사람은 누구나 경험에 의하여 미를 판단하는 가치와 수 위를 달리한다.

조형행위의 경우, 작가는 결과물에 의해 자신이 선호하는 조형요소를 재발견하면서 미 적 의식을 변화, 발전시킨다. 재질감, 색채, 기하학, 파괴, 무의식, 기능, 기계, 빛 혹 은 사랑, 증오 조차도 선호하는 요소로 선택될 수 있다.

나는 금속공예 판금작업 과정에서 자연의 느낌, 금속판재의 형태미를 찾을 수 있었다.

이것은 즐거운 충격이었다.

자연물 형태를 모방하는 것은 인류 역사 이래 가장 자연스럽게 진행되어 온 인간의 본 능이다. 조형행위에 있어 가장 객관적인 미¹⁾의 기준이 자연의 모방이기 때문일 것이 다.

단지 정밀하게 모사하는 것조차도 훌륭한 조형행위로 인정 받아왔다.

이 연구는 조형행위 중 기능성이 요구되는 금속공예의 입장에서 시작한다.

금속판재를 이용한 공예품 디자인 중 기능 문제에서 발생하는 물리력과 공간문제를 자연물의 구조 응용으로 해결하려는 시도이다.

얇은 판재이기에 부족한 인장력을 자연물 구조 빌림으로 보강하며 기능에서 요구하는 공간 확보 까지 이어진다.

자연물의 이미지묘사가 아닌 구조차용을 통한 구조미를 강조, 금속판재의 세밀한 가공

1) 인종과 지역 상관없이 사람이 공통적으로 가지고 있는 아름다움의 기준

을 통한 공간감과 운동감 표현에 힘을 쏟아, 금속판재의 얇고 긴장감 느껴지는 물성을 강조한다.

더 나아가 인위적 구조가 갖는 긴장감과 공간 흐름의 유도로 자연물 이미지를 구축, 미적 인식의 객관성을 끌어내어, 구조와 기능의 변이가능성을 제시하고자 하였다.

3. 연구방법

나의 작업에서 모티브로 사용되는 자연물형태를 설명하기 위해서 역사적으로 자연물 형태를 적극적으로 빌려 쓴 운동의 한 예라고 할 수 있는 아르누보 양식에서, 그 이상 과 결과를 살펴 본 후 성공적인 자연물 응용사례를 산업디자인, 건축, 공예 등에서 찾 아본다.

판재구조의 표현 양식은 소라(shell)구조와 절판구조를 통해 설명하고, 표현된 예를 알 아본다.

물리력과 금속판재 성질을 이용한 구조해결과 그 특성에 맞는 가공을 선택, 제작하여 금속판재의 세밀한 가공을 통한 공간감과 운동감 표현에 힘을 쏟아, 금속판재의 얇고 긴장감 느껴지는 물성을 강조한다.

더 나아가 판재의 가공을 통해 인위적 구조가 갖는 자연물 이미지를 찾는다.

Ⅱ. 본론

1. 자연물형태 응용의 예

1) 아르누보와 자연물 형태차용

- 아르누보(Art Nouveau)

19세기 말에서 20세기 초에 걸쳐서 유럽 및 미국에서 유행한 장식 양식이다.

‘아르누보’는 영국․ 미국에서의 호칭이고, 독일에서는 ‘유겐트 양식(Jugendstil)’, 프랑스에서는 ‘기마르양식(Style Guimard)’, 이탈리아에서는 ‘리버티 양식(Stile Liberty:런던의 백화점 리버티의 이름에서 유래)’로 불린다.

종래의 건축․공예가 그 본보기를 그리스, 로마 또는 고딕에서 구한 데 대해서, 이 들은 모든 역사적인 전통 양식을 부정하고 자연형태에서 모티브를 빌려 새로운 표현을 얻고자 했다. 특히, 덩굴풀이나 담쟁이 등 식물의 형태를 연상하게 하는 유연하고 유동적인 선과, 파도무늬곡선․ 당초무늬(唐草文) 또는 불꽃무늬 형태 등 특이한 장식을 자랑했고, 유기적이고 움직임이 있는 모티브를 즐겨 좌우대칭(左 右對稱)이나 직선적 구성을 고의로 피했다. 그리하여 디자인은 곡선․ 곡면의 모임 에 의한 유동적인 미를 낳는 반 면 견고한 구축성 이라든가, 기능 에 기초를 둔 합리성이 소홀하여 기능을 무시한 형식주의적이고 탐 미적(耽美的)인 장식으로 빠질 위 험도 컸다. 아르누보가 비교적 짧 게 끝난 것도 이러한 이유 때문이 다.

결국 아르누보는 기물의 표면을 꾸미는 2차원적 장식이 대부분인 장식예술이었다.

(그림1) 에밀갈레, 양파형태 꽃병, 1900년대

(그림2) 에밀갈레, 사이드보드. 1903

- 앙리 반 데 벨데(Henri van de Velde)

앙리 반 데 벨데(Henri van de Velde)는 후기 아르누보 의 대표자이다.

그의 생각은 대부분의 아르누보의 대표자들과 다른 부분 이 있었다. 제작에 있어서 “구조적 요구에 따른 장식을 부 여함으로써 대상이 어떤 유기체를 형성한다.”는 신념을 가 지고 있었다.

‘장식’을 ‘기능’과 일치시키는 것이 가능하다고 생각한 것 이다.²⁾ 하지만 그의 창작활동은 아르누보의 전형에 가까 우며 그의 말에 따른 기능적 요소보다는 오히려 유미주의 로 해석할 수 있는 측면이 많다.

하지만 그는 실용적 측면에 주목하여 의장을 개혁하려고 노력했다.

그의 사상은 바우하우스와 같은 기능주의 사조에서 실현되었다.

2) 현대 산업디자인

앙리 반 데 벨데(Henri van de Velde)의 사상의 목표와 결과물은 현대 디자인의 사상적 도움이 되었다. 현대 디자인에서 기능과 형태의 유기적 구성이 나오게 된 바탕의 일부가 되었다고 봐도 과장은 아닐 듯싶다.

필립스탁의 알레시 주방용품 디자인인 레몬 스퀴저는 문어형태 에서 도출되었다.

문어의 몸통으로 추정되는 주름진 물방울 형태 부분과 세 개의 다리가 붙은 곳의 각도를 통해 디자이너는 쓰임의 필요를 자연물의 주관적 해석으로 해결했다.

‘W. W. 스툴’이란 이름을 가진 의자는 인삼에서 영감을 얻었다. 첫번째 돋아난 싹은 작은 등받이 형태가 위를 향하고 세 개의 뿌리는 다리의 형태로 경사져 아 래를 향한다.

그의 문어형태 레몬 스퀴저의 디자인 모티브는 곧 의자 디자인의 모티브와 연관

2) 사카이 에리, 최범 역,“아르누보의 장식성”, 미술공예 1992.8, 서울, 디자인하우스, 1992

(그림3) 앙리 반 데 벨데, 의자, 1894~1985

을 가지고 필립스탁의 주관적 디자인 색깔로 실현되었다.

자연물 이미지에서 뽑아낸 필립스탁의 자연물 구조 재해석은 단지 베껴 표현해 내는 것에 머물지 않고 독창적 디자인 형식을 만들어 냈다.

3) 금속공예

스웨덴의 금속공예가 지구르드 페르손(Sigurd Persson)은 조형의 많은 모티브를 자연으로부터 가져왔다. 생태계와 유기적 형태의 표현에 지속적인 관심을 가졌으 며 대부분의 그의 작품에서 매우 간결하고 압축된 추상형태로서 표현되고 있다.

또한 이 형상들은 금속공예 특유의 기하학적 구조미와 좋은 대조를 이루고 있는 경우가 많다.³⁾

3) 전용일, “Sigurd Presson의 작품세계”, 조형논총16, 서울, 국민대학교 환경디자인연구소, 1997

(그림4) 필립스탁, 레폰스퀴저, 1990~1991

(그림5) 필립스탁, W. W. 스툴, 1990

(그림6) 지구르드 페르손, Tea Pot

(그림7) 지구르드 페르손, 접시

4) 건축 구조와 유기적 형태

- 아치 및 볼트구조의 발달과 고딕건축(12~16세기 초)

아치구조를 이용해 집을 짓는 일은 신석기시대 때부터 발견이 되며, 벽면에 가능 한 큰 입구를 만들기 위하여 지붕의 형을 곡면으로 구성하면서 아치를 본격적으 로 사용한 것은, 이탈리아의 원주민이 에트루리아인으로부터 아치기술을 이어받 은 로마인들이다.

로마의 전통적인 반원형 아치형태의 가구법이 중세의 로마네스크 건축까지 답습 될 정도로 로마인은 아치와 볼트 구조기술을 상당한 수준까지 전개시켰다.

이 볼트구조는 중세 및 근세를 통하여 조적구조의 기본적인 구조법임과 동시에 유럽에서는 제각기 시대양식과 건축형태 및 공간성을 결정하는 중요한 요소가 되 기도 한다.

고딕(Gothic) 건축은 12~16세기 초 북쪽 프랑스에서 탄생한 것으로 이때까지의 건축에 없었던 특색이 발생했다.

이 양식의 특징은 첨두아치와 플라잉 버트레스(flying Buttress)⁴⁾의 창안에 있다.

이 시대에 볼트의 합리적인 구축법이 고도로 발달하였다. 고딕양식의 특징은 포 인티드 아치, 플라잉 버트레스, 리브 볼트로 압축될 수 있는데, 이들은 구조적,

4) 아치부분에 집중되는 하중을 보강하기 위해 벽의 두께를 증가시키는 방법

(그림8) ① 반원형 볼트, ② 교차 볼트, ③ 고딕식 볼트

기능적, 형태적으로 사용되었다.

개별적으로 볼 때 이들은 고딕 건축가들이 발명해낸 것은 아니지만 고딕시대에 와서야 하나로 결합되어 전혀 새롭고 신선한 건축적 실체를 창조해 내었다.

고딕 건축양식은 북유럽에서 발생했는데 북유럽의 우거진 숲의 패턴이 고딕양식 의 창시자에게 영향을 주었다. 그래서 고딕건축양식이 세계의 어떤 다른 지역에 서 발생하였다고 상상하기란 어렵다.⁵⁾

- 현대건축

건축의 콘크리트의 발달은 자유스러운 형태의 소라(shell)구조⁶⁾를 발달시켰다.

1950-1960년대에 모더니즘의 삭막한 단순한 박스형태의 양산의 대안으로 이 중 요한 모티브로 작용한다.

건물을 구성하는 디자인 요소들 간의 관계가 아닌 하나의 ‘조형적 총체성’으로 인 식된다는 것은 더 이상 분해 될 수 없는 가장 기본적인 단위 조형요소에 건물을 대응시키려는 조형전략이다. 이것은 건물이 하나의 이미지로 받아들여지는 것을

5) Kurt Rowland, 신석균. 김정 역, 서울, 두영, 1992

6) 얇은 판의 형태를 가진 재료가 임의의 곡률을 갖는 형태로 구성되는 곡면판의 구조.

이 논문 10쪽에서 설명.

(그림10) 고딕건축 (그림9) 북유럽의 숲

의미한다.⁷⁾

이제 건물은 더 이상 부분 요소들 간의 관계에 대한 해석으로부터 그 의미가 파악되는 것이 아니라 즉각적으로 연상되는 하나의 이미지로 마음속에 인식되는 것인데, 홀리스틱 콤퍼지션 (holistic composition)⁸⁾이라 불리는 이러한 조 형관은 이 시기의 조형 예술전반에 걸쳐 중요 한 개념으로 추구되었다.

이에 소라(shell)구조가 응용되어 자연물의 형 상을 연상시키는 건축물이 등장한다.

필립존슨의 뉴 하모니 성골안치소(New Harmony Shrine)는 마치 타조알 같은 단 일세포를 연상시키는 조형요소를 발견할 수 있다.

외른 웃존(Jorn Utzon)의 시드니 오페라 하우스(Sydeny Opera House)는 귤껍질 조각 형태를 유추할 수 있고, 페리부르츠 사바(Feriburz Sahba) 제1바하 예배소 (Bahaꡓ1House of Worship) 에서는 연꽃이라는 오브제의 상징성이 강하게 표현 되어 있다.

7) 임석재, 형태주의 건축운동: 형태와 조형의지, 서울, 시공사, 1999 8) holistic 이란 총체적 (whole)이란 의미의 그리스어

(그림11) 필립존슨(Philip Jhonson), 뉴 하모니 성골 안치소, 1960

(그림13) 외른 웃존(Jorn Utzon),

시드니 오페라 하우스(Sydeny Opera House), 1957-1967 (그림12) 페리부르츠 사바(Feriburz Sahba),

제1바하 예배소(Baha¨ⅠHouse of Worship)

2. 물리력과 판재의 구조

1) 응력

a. 인장 : 어떤 부재의 형상을 따라서(축 방향으로) 잡아당기는 힘

b. 압축력 : 인장력과 같은 현상이나 인장력과 반대 방향으로 부재를 미는 힘.

단, 변형이 되는 물체에는 압축력이 가해지지 않음 c. 전단력 : 부재의 두께, 즉 축의 직각으로 작용하는 힘 d. 휨력 (휨 모멘트) : 부재의 축을 휘는 힘

e. 비틀림력 (비틀림 모멘트) : 부재를 비트는 힘

2) 하중 : 중력과 자신의 무게 이외에 바람, 지진, 물 등의 외부조건 방향에 따라 수직하중과 수평하중으로 나누고 시간에 따라 하중의 크기와 방향의 변화에 따라 정 하중과 동 하중으로 나누는데 일반적으로 수직하중이 정 하중이고, 수평하중이 동 하중인 경우가 많다.

a. 정 하중 : 고정하중, 적재하중 b. 동 하중 : 피로하중, 변형하중

3) 소라(shell)구조

얇은 판의 형태를 가진 재료가 임의의 곡률을 갖는 만곡⁹⁾형태로 구성되는 곡면판을 그 형상이 조개껍질(shell)과 유사하다고 하여 쉘구조(shell structure) 또는 소라구조라고 한다.

만곡된 얇은 곡면은 주변의 지지조건이 적당하면 면에 분포하는 하중을 면내를 통하여 지지 점으 로 전달시킬 수 있는 역학적 특성이 있으므로, 큰 공간을 덮는 지붕이나 내압을 받는 용기 등을 가볍고 강하게 만들어내는 하나의 수법으로서 효 과적으로 이용될 수 있다.

손에 종이 한 장을 쥐고 있으면 자기무게도 지탱 하지 못하고 힘없이 휘게 되나 종이를 접거나 약간 위로 향하게 하고 곡률을 갖도록 하여 쥐 게 되면, 그 종이는 자체무게 뿐만 아니라 어느 정도의 추가무게까지도 지지할 수 있다. 따라서 휨응력을 일으키지 않을 만큼 얇은 소라(shell)구 조는 인장과 전단만으로 하중을 지지시킬 수 있 는 형태저항구조라고도 할 수 있다.

9) 활처럼 휘어서 굽음.

(그림14) 원통형 소라(shell)구조

(그림15) 인장형, 타원포물선형 소라(shell)구조

(그림16) 쌍포물선형 소라(shell)구조

(그림17) 칸델라, 멕시코 레스토랑, 1985

4) 절판구조

3차원적인 곡면의 유리함을 이용하여 곡 률을 연속적으로 변화시켜 평면끼리 접합 되는 부분에서 상호 변형을 구속하는 형 태를 이용한 것이 절판구조이다.

소라(shell)구조와 연관성이 있으며 역시 많은 하중을 지지할 수 있다.

소라(shell)구조와 절판구조는 건물의 지 붕구성에서 나아가 건물자체로의 구조로 도 이용되며 다양한 자연물의 유추된 디 자인으로 객관적 심미성을 확보하게 된 다.

(그림19) 미국 공군사관학교 교회 (그림18) 절판구조

3. 금속판재와 가공

금속판재의 성질은 종류에 따라 전연성, 탄성, 강도, 경도등이 다르다¹⁰⁾. 때문에 금속판재의 성질에 따른 가공과 디자인의 결정에 유의한다.

1) 탄소강

용융점 - 1100~1500℃

인장강도 - 90kg/mm² 연신율¹¹⁾ - 10%

열처리경화성- 담금질의 효과를 잘 받는다.

일반적으로 강은 탄소강 또는 보통강이라 하며 제강로에서 제조된다.

탄소함유량 0.03~1.7%의 범위를 갖는 철. 탄소의 합금으로서 강도와 경도가 크다. 열처리 경화성의 경우에는 담금질 효과를 받으며 가공성과 용접성이 있 다. 이밖에도 강에는 보통 불순물(인, 유황, 구리, 주석, 비소)이 들어 있어 나 쁜 작용을 한다. 특히 이것들은 강을 냉간가공¹²⁾할 때 강의 질을 약화시킨다.

⋅ 연강 : 탄소함유량이 0.3%이하로 질이 부드럽고 연한 것으로 제련과 가공이 용이하며 강도와 점성이 상당히 좋으므로 토목, 건축, 철도, 교량, 선박 등의 구조물에 많이 사용된다.

⋅ 경강 : 탄소 함유량이 0.3%이상으로 서 비교적 단단하며 대개 강도와 내. 마멸성이 커서 차축, 각종 롤러, 철도용 차바퀴, 스프링, 레일 등에 사용된다.

10)

금속의 연성

금 〉은 〉백금 〉철 〉구리 〉알루미늄 〉니켈 〉아연 〉주석 〉납

금속의 전성

금 〉은 〉알루미늄 구〉리 〉주석 〉백금 〉납 〉아연 〉철

금속의 전기전도도, 열전도도

은 〉구리 〉금 〉알루미늄 〉아연 〉니켈 〉철 〉주석 〉납 〉티타늄

11) 인장시험때 재료가 늘어나는 비율

12) 금속재료를 평소와 가까운 온도에서 가공하는 일

(표1) 금속의 성질

원소 비중

(20℃)

용융점 (℃)

비 열 (cal/g/℃)

선팽창계수 (10^-6/℃)

열전도도 (cal/cm²/ sec)

비전기저항 (10^-6Ω・cm)

탄성계수 (10⁵kg/cm²)

인장강도 (kg/cm²)

연신율 (%)

은(Ag) 10.49 960.5 0.056 19.7 1.0 1.5(0℃) ^{7.8 12-16 48-54} 알루미늄(Al) 2.699 660.2 0.215 23.9 0.53 2.50(0℃) 7.05 9-28 40-95 금(Au) 19.32 10630. 0.031 14.2 0.71 2.04(0℃) 8.5 12 68-73

베릴륨(Be) 1.82 1280.0 0.52 12.4 0.38 2.78(0℃) 26 - -

비스무스(Bi) 9.80 271.3 0.034 13.3 0.020 107(0℃) 32.4 - -

카드뮴(Cd) 8.65 320.9 0.055 29.8 0.22 6.73(0℃) 5.65 - -

코발트(Co) 8.9 1495 0.099 12.3 0.165 5.2(0℃) 21.2 - -

크롬(Cr) 7.19 1890 1.11 6.2 0.16 13(28℃) 25.4 62-95 0

구리(Cu) 8.96 1083 0.092 16.5 0.94 1.55(0℃) 11.3 24-26 15-35

철(Fe) 7.87 1539 0.11 11.7 0.18 8.71(0℃) - - -

수은(Hg) 13.55 -38.87 0.033 - 0.0201 94.1(0℃) - - -

마그네슘(Mg) 1.74 650 0.25 26 0.38 3.94(0℃) 4.6 8-18 4-7

망간(Mg) 7.43 1245 0.115 22 - 185(20℃) 16.4 - -

몰리브덴(Mo) 10.2 2625 0.061 4.9 0.35 5.03(0℃) 35.3 70-100 10-20

니켈(Ni) 8.20 1455 0.15 13.3 0.22 6.58(0℃) 21.2 50 40

납(Pb) 11.34 327.4 0.031 29.3 0.083 19.3(0℃) 1.84 1.8 22-30 안티몬(Sb) 6.62 630.5 0.049 6.8-10.8 0.045 32.1(0℃) 7.95 7.95 96-55 주석(Sn) 7.298 231.9 0.054 23 0.16 10.1(0℃) 4.25 4.25 - 티탄(Ti) 4.54 1820 0.126 8.5 - 4.2(0℃) 11.9 11.9 12-30

바나듐(V) 6.0 1735 0.120 7.8 - - - - -

텅스텐(W) 19.3 3410 0.032 4.3 0.48 4.89(0℃) 35.2 35.2 0 백금(Pt) 21.45 1773.5 0.032 8.9 0.17 0.81(0℃) 14.8 14.8 45-50

아연(Zn) 7.133 419.46 0.0915 39.7 0.27 5.45(0℃) - - -

7:3황동 8.53 955-915 - 19.9 0.29 6.2(20℃) - - 62

6:4황동 8.39 905-900 - 20.8 0.28 - - - 42

알루미늄

청동(5% Al) 8.171072-10

62 - 17.9 0.19 9.9(20℃) - - -

내식알루미늄

합금 2.68 649-593 0.23 23.8 0.33 4.55(20℃) - - 20

고 알루미늄

합금 2.77 638-502 0.23 23.2 0.46 3.20(20℃) - - 5-10

2) 금속판재와 가공

㉠ 소라(shell)구조와 금속

구리, 금, 은 등은 전연성이 뛰어나 냉간가공으 로 망치 늘이기 기법이 가능하다.

물론 연강의 경우 열간가공으로 늘이기 기법 사 용이 가능하다.

- 신클라시틱 싱킹 (synclastic sinking) - 모든 면에서 한 방향으로 망치질해서 사방이 모두 한 방향을 향하게 하는 기법

- 안티클라스틱 싱킹 (anticlastic sinking) - 네방향 중 두면만 위로 다른 두면은 아래로 향하도록 망치질 하는 기법

마이클로우(Michael Rowe)는 단순하고 기하학적

면의 이어 붙임으로 형태적 장식측면을 강조하고 입체적 효과로 이끌었다.

수학 계산적 형태에 기초를 둔 조형적 표현은 금속판재 소라(shell)구조 이용의 한 방 향을 제시하고 있다.

㉡ 금속판재의 성질을 이용한 가구

론 아라드(Ron Arad)는 의자와 관련되어 형성되어 있는 전통적인 축조적 법칙들이 무 시된 채 금속판의 겉 표면을 사방으로 둘러 용접을 해서 의자를 만들고 있다.

(그림20) synclastic sinking

(그림21) anticlastic sinking

(그림22) 마이클 로우(Michael Rowe), 장식의 조건, 1993

론 아라드의 특색 있는 의자는 선과 운동 안에서 그의 관심을 힘 있게 전달하고 있다.

그는 금속의 재질감을 그대로 살려 튀거나 움직이는 면과, 심하게 과장된 면의 반사로 만들어지는 그래픽이 시각을 강하게 이끌어 물리적으로 운동감 있는 효과를 제공한다.

(그림23) 론 아라드(Ron Arad),

After Spring / Before Summer, 1992 (그림24) 론 아라드(Ron Arad),

더블테이크(Doubletake), 1992

Ⅲ. 연구 작품

이 논문의 연구 작품들은 자연물구조의 모티브를 판재의 성질을 이용한 구성에 초점을 맞추고 있다. 이것은 기능을 위해 발생하는 공간과 물리력을 자연물구조를 통해 해결 하는 것이다. 더 나아가 이미 만들어진 작품의 구조를 발전시켜 다른 구조의 확장에도 주안점을 두었다.

작품에는 두 가지의 표현적 기준이 공존한다. 금속판재의 구성과 그로 인하여 생긴 공 간표현이다. 이것은 주관적 조형 판단과 형상 발전의 기준이다.

금속 판재 성형에 주로 사용된 기법은, 전연성이 좋은 은, 적동, 황동의 경우 인장형, 쌍포물선형 소라(shell)구조를 표현하기 위해 안티클라스틱 싱킹(anticlastic sinking) 기 법을 이용했고, 강도가 좋은 철판 성형에는 냉간 가공을 위해 절곡, 삼단롤러에 의한 밴딩 등 외부시설을 이용했다.

자연물 구조를 작품에 도입하는데, 건축구조가 많은 참고가 되었다. 예를 들어 나뭇잎 V자 꺾임 구조의 쓰임과 그 쓰임을 발전시키는 경우 건축의 구조에서 소라(shell)구조 와 절판구조의 분류에서 예시를 찾을 수 있었다.

금속판재를 사용해 작업을 한 마이클로우는 구조적 어휘를 지닌 꺾임의 모티브를 단지 장식의 조건으로 사용했다.

론 아라드는 금속판재의 의자를 만들면서 전통적인 판재 축조방식을 무시하고 단지 속 이 빈 형태만을 가지고 금속의 커다란 꺾임을 강조하고 인장력을 해결했다.

나의 작업은 이들의 작업과 약간의 차별성을 갖고 있다 볼 수 있을 것이다.

나는 금속판재의 구성에 있어 구조 어휘에 충실하면서 객관적 아름다움을 지니기 위한 조형적 노력을 기울였다.

논문 작업기간이 흐르는 동안 테이블웨어 제작에서 시작하여 금속 판재가구 까지 작업 이 점차 진행되었으며 이것은 동시에 공간을 만드는 구조에서 힘을 해결하기 위한 구 조로 주요관점의 변화가 진행된 것과 일치되었다.

[작품1] 마늘 형 차 거르기

공간확보를 위한 안티클라스틱 싱킹(anticlastic sinking)기법과 얇은 판의 강도를 높이 기 위한 V자 구조, 더 나아가 3개 조각의 조합을 통해 찻잎을 담아 가둘 수 있는 공간 을 만들었다.

마늘형태를 빌린 디자인으로, 마늘이 몸체에서 분리되어 나가는 구조를 응용했다.

인체에 무해한 정은을 사용했고 3개의 조각이 벌어지는 구조로 내부 청소에 불편함이 없도록 했다. 세 조각을 밑에서 붙잡는 삼각형부분은 경첩을 통해 움직임 제한으로 형 태고정 문제를 해결했고, 작은 구멍을 뚫어 그 구멍사이로 차를 우려낸 물의 소통이 가능하도록 하였다.

세조각의 고정은 약봉지를 싸는 끈처럼 자연스럽고 단순한 느낌을 주도록 링을 얹는 고정형식을 선택했다.

[작품2] 마늘 형 차 숟가락

마늘 형 차 거르개 의 구조인 안티클라스틱 싱킹(anticlastic sinking)기법에 의한 공간 확보의 연장이다.

금태칠기법¹³⁾을 이용하여 안과 밖 공간 차별화를 통해 형태의 완성도를 높였다.

옻의 사용은 열전도의 약화를 고려하였으며, 숟가락마다 옻칠 색깔을 다르게 하여 같 은 형태의 통일감 속에서 색에서 느껴지는 차별성을 주려고 했다.

정밀주조에 의한 제작으로 똑같은 형태의 수저의 제작이 가능했다.

13) 옻칠은 나무, 도자, 금속 등 모든 재료에 사용이 가능한데 그 중 ‘금속’을 기본소재로 사용 하여 옻칠을 한 것을 ‘금태칠(金胎漆)’ 이라고 하며 예로부터 금속의 부식을 막고 견고함을 주기위해 갑옷, 무기 등에 사용되어왔으나 현재에는 많이 사용되지 않고 있다.

유수혜, "금태칠 기법을 이용한 은 공예품 제작", 석사학위논문, 서울, 국민대학교, 1999

[작품3] 빛의 흐름1

조명 중에서 탁상용 조명을 선택하여 제작했다.

서있는 조명의 구조의 요소 중 '무게를 지탱하는 능력'과 전구의 빛을 모을 수 있는 ' 갓'의 기능을 나뭇잎 맥의 형태를 응용한 금속판 하나의 성형으로 해결했다.

황동의 얇은 판재의 V형 꺾임 구조로 금속조명이 갖는 하중을 해결했으며 갓 부분은 안티클라스틱 싱킹(anticlastic sinking)기법으로 자연스러운 잎맥의 흐름과 공간감을 강 조했다. 이 조명은 넓은 공간을 가진 테이블 위에 놓여질 수 있는 장식적 오브제로서 의 성격이 강해졌다.

공간감에 치중한 탓에 갓의 형태가 낮아져서 전구가 노출. 직접 보아도 눈에 부담이 적은 40와트 장식전구를 사용하였다.

[작품4] 빛의 흐름2

일부분을 밝히는 탁상용 조명.

고깔형태 아래로 빛이 모여 그 부분을 밝힌다.

‘빛의 흐름1’의 연작으로 나뭇잎과 V자형 꺾임 구조의 이용과 연장선상에 있는 작업이 다.

국부조명의 기능을 위해 고깔형태가 전구를 감싸도록 했으며 안티클라스틱 싱킹 (anticlastic sinking)기법으로 갓 부위의 곡선의 다듬어 빛의 흐름을 감싸는 공간의 시 각표현 유도에 중점을 두었다.

적동을 사용했으며 황화칼륨 표면착색을 했다.

[작품5] 삼각조명

‘빛의 흐름2’와 같은 용도의 작업 으로 판재의 조합에 의한 구조미 의 강조를 위해 자체결합 형식에 중점을 두었다.

작품에 나사 결합방법이 아닌 단 지 두 개의 물림쇠를 끼움으로 조 합이 완성되는 구축성이 강조되었 다.

대량생산을 염두에 두고, 레이저 커팅 만으로 금속재의 성형이 마 무리되어 생산성 향상이 가능했 다.

‘빛의 흐름2’와 비슷한 시기에 제 작했는데 표현방식이나 구조가 서 로 상반되었다.

재료는 연철 3mm를 사용했고 표 면은 니켈도금, 녹올림 착색, 페 인트칠 등, 다양한 방법으로 마무 리했다.

[작품6] 음악을 듣기 위한 시각 공간 확보하기 (조명)

이 작업은 심리적인 자연물형태의 차용이다.

어둠 속에서 음악을 듣기 위한 심리 공간을 확보하기를 기능으로 하는 테이블용 조명 이다.

새의 이미지를 이용 뒷날개 부분에서 발산하는 빛이 그 주위 일정부분 빛을 차단, 모아서 어둠 속에서의 심리적 불안감을 작은 공간의 구획으로 안정시켜 준다.

이것은 새의 둥지와 연관되어 지며 어둠 속에서 그리 넓지 않은 공간이 빛으로 확보되 었을 때의 심리적 둥지라 볼 수 도 있다.

황동의 판금작업으로 자연스러운 형태를 제작하였으며, 외부형태 만큼이나 조명의 내부형태가 즐겁게 느껴지도록 이중형태로 제작하였다.

조명을 지탱하는 바닥과 기둥부분은 적동을 사용하였고 블랙-C 착색을 했다.

[작품7] Tea table1

‘빛의 흐름1’의 제작이 동기가 된 테이블 디자인이다.

구조체인 V자형 꺾임 구조에 필립스탁의 레몬스퀴저의 모티브를 도입했다.

3mm 얇은 세 개의 연철판으로 세 개의 다리를 조합, 하중을 견디도록 하였다.

각 조각들은 정교한 레이저커팅, 3단 로울러를 이용한 판말음 후, 용접되었다.

자연물의 형태를 이용한 이 테이블의 구조형식은 로마 배럴볼트 형식에서 유사성을 발견할 수 있다.

표면마감은 갈색으로 녹올림 착색 후 왁스코팅 하였고 유리도 브론즈 압축유리를 사 용, 색상을 통일하여 시각

적 안정성을 주었다.

하지만 아치형상의 테이 블이 상하의 하중은 견딜 수 있으나 얇은 판 조합 의 문제로 측면 동하중에 약한 모습을 보였다.

이를 해결하기 위해서는 꺾임부분의 각도를 더 주 거나, 구조안쪽에 보정쇠 를 두면 해결 될 수 있다.

녹올림 착색약품 - 염화제이철 25cc, 염산 12.5cc, 질산 10cc, 암모니아 10cc, 물 1l

[작품8] 의자1

V자 꺾임 구조를 이용한 다리가 셋인 의자이다.

3mm의 얇은 연철판의 강한 인장력과 연성을 이용하여 단지 두 개의 얇은 판의 조합 으로 세 개의 다리와 등받이가 있는 의자를 디자인하였다.

등받이부분은 3단 로울러에 의한 밴딩이고 나머지 부분은 수작업이다.

얇고 자연스러운 두개의 철판이 조립되어 공간감과 구조적인 느낌을 갖도록 하는데 주 안점을 두었다.

1/10 황동 모델링 후 실 제작 하였는데 모델링작업은 작업 실수를 상당부분 방지하는 역할을 해 주었다.

재료는 철 두께 3mm를 사용했다. 단단하며 탄성이 좋고 가격이 저렴해 구조를 해결 하는데 많은 도움이 되었다.

표면은 유광 소부도장을 했다. 도장의 두꺼운 칠은 신체 접촉 시 철의 차가움을 방지 하는데 약간의 효과가 있다.

[작품9] 의자2

금속판재의 물성이 갖는 공간감과 운동감을 강조한 작품이다.

의자 중간을 나누는 꺾임은 형태의 지지역할과 인체의 곡선에 따른 안락함을 고려하였 으며, 시각적으로 흐름을 강조한다.

연철판재의 성질인 얇더라도 강한 인장력 덕분에 자연스럽고 경쾌한 단면부의 곡선 표 현이 가능했다. 의자가 갖는 비정형적 곡선을 표현하기 위해 연철판을 조금씩 꺾음으 로서 전체적인 곡선을 표현했고 이 꺾은 자취는 독특한 질감의 지니게 되었다.

앉을 때 생기는 의자의 다리부분에 집중되는 하중은 지지대를 통해 해결했는데 전체적 인 곡선 흐름에 맞추어 제작했다.

의자의 높이는 동양사람 평균체형에 맞추어 안락하게 앉을 수 있는 400mm 내외를 선 택했고 등받이 각도는 105°내외의 각도를 선택했다.

페인트 - 부성양행, Crystal coat, CR0160

[작품10] 의자3

Tea tabel1 의 구조를 응용한 의자로 구조 변경한 것이다.

이 구조의 재조합은 건축의 판구조인 소라(shell)구조와 절판구조의 연관성에서부터 생 각하기 시작했다. 소라(shell)구조 에서 절판구조로 변화 시키면서 둥근 곡면이 평면으 로 바뀌어, 앉고 기댈 수 있는 기능을 갖게 되었다.

구조의 기본 골격을 유지한 상태에서 각도조절을 통해 등받이는 106°의 각도를 유지하 였고 130° 내외의 등받이 면의 각도를 통해 안락함을 유지할 수 있도록 고려하였다.

페인트 - ① 부성양행, Crystal coat, CR0221, ② KCC, B/C 3G

[작품11] Tea table2

‘tea tabel1’ 의 구조를 응용 절판구조로 표현했다.

V자형 각도가 깊어짐으로 수평하중에 대한 구조의 안정성이 강화 되었으며, 유리 안착 부위에 공간을 두어 공간감을 주었으며 볼륨감 표현을 위해 브론즈 유리를 사용 색깔 의 연관을 지었다.

페인트 - KCC, B/C 57U

[작품12] 의자4

나뭇잎의 꺾임구조를 이용한 기본 구조의 안으로 굽어 생긴 공간에 앉음판을 대어 만 든 의자이다.

두개의 엇물리는 곡선을 이루는 판재 아래로 앉음판을 붙여서 등받이 부분을 조금 앞 으로 당기는 역할을 했다.

비정형의 타원은 절곡으로 표현했다.

페인트 - KCC, B/C IO

[작품1] 마늘 형 차 거르기, 75.8×35×35mm, 117×35×35mm, 정은, 2000

[작품2] 마늘 형 차 숟가락, 30.8×17.5×137mm, 정은. 옻칠, 2002

[작품3] 빛의 흐름1, 461×280×220mm, 황동. 전기재료, 2000

[작품4] 빛의 흐름2, 403×184×154mm, 적동. 전기재료, 2001

[작품5] 삼각조명, 402×175×160mm, 철. 전기재료, 2000

[작품6] 음악을 듣기 위한 시각 공간 확보하기(조명), 581×420×380mm, 황동. 적동. 전기재료, 2001

[작품7] tea table1, 710×600×600mm, 철. 유리, 2001

[작품8] 의자1, 730×512×480mm, 철, 2002

[작품9] 의자2, 720×440×678mm, 철, 2002

[작품10] 의자3, 751×575×580mm, 철, 2002

[작품11] tea table2, 658×602×602mm, 철. 유리, 2002

[작품12] 의자4, 792×612×618mm, 철, 2002

Ⅳ. 맺음글

자연물 형태를 모방하는 것은 인류역사 시작 후 여태껏 가장 자연스럽게 진행되어 온 인간의 본능이다.

자연물이 이뤄놓은 문제해결을 인간은 조금씩 모방해서 생활에 적용시키고 있다.

이 연구는 판재를 이용한 금속공예품을 제작할 때 발생하는 공간과 물리력을 자연물 구조 빌림으로 해결하는 방법에 대한 연구이다.

판재구조와 분류의 이론적 부분은 건축 구조학 에서 참고했으며, 여러 건축물에서 실 제로 자연물의 형태차용을 발견할 수 있었다.

이러한 이론에 근거해 금속판재를 이용하여 구조적 어휘에 충실하면서 객관적 아름다 움을 지닌 공예품을 디자인, 제작하려고 노력하였다.

논문작업은 테이블웨어 제작에서 금속 판재가구까지의 작업이 진행되었으며 이것은 곧 공간을 만드는 구조에서 힘을 해결하기 위한 구조로 주요관점의 변화가 진행된 것과 마찬가지이다.

공간을 해결하기 위한 구조로는 가소성이 좋은 은, 적동, 황동 등을 망치성형기법인 안 티클라스틱 싱킹(anticlastic sinking)기법을 이용하여, ‘마늘 형 차 거르기’, ‘마늘 형 차 숟가락’, ‘빛의 흐름1,2’등을 제작했다. 이들 연구 작품을 통해 자연물을 묘사하는데 초점을 맞추는 것이 아닌 자연물의 구조 재해석을 통한 새로운 기능탐구의 가능성을 발견했다.

힘을 해결하기 위한 구조로는 금속판재 가구제작을 했다. 소라(shell)구조와 연철의 좋 은 인장력과 가공성을 이용하여 테이블, 의자 등을 제작했다. 이를 통해 소라(shell)구 조의 이용이 자연물처럼 극소 간결한 구조해결을 위한방법으로 가능성을 제시하였다.

하지만 논문작업 중 금속판재 가구의 경우, 가구로서의 기능인 무게를 간과해 일상생 활에 널리 쓰이기 힘든 것이 아쉬우며, 비록 도장을 통해 금속의 차가움을 방지하며 금속판재 자체가 갖는 물성 표현을 강조하려 했으나 차가움이 완전히 해결되지 못한 점이 아쉽다.

또한, 더 다양한 자연물의 구조해석에 대한 연구의 필요성을 느꼈다. 이것은 앞으로 금 속공예를 계속하면서 꾸준히 연구해 나가야 할 일이라 생각한다.

연구 작품 목록

[작품1] 마늘 형 차 거르기, 117×34×35mm, 정은, 2000 [작품2] 마늘 형 차 숟가락, 30×12×130mm, 정은. 옻칠, 2002 [작품3] 빛의 흐름1, 460×300×240mm, 황동. 전기재료, 2000 [작품4] 빛의 흐름2, 400×180×170mm, 적동. 전기재료, 2001 [작품5] 삼각조명, 400×175×160mm, 철. 전기재료, 2000

[작품6] 음악을 듣기 위한 시각 공간 확보하기(조명), 580×400×450mm, 황동. 적동. 전기재료, 2001

[작품7] tea table1, 720×530×530mm, 철. 유리, 2001 [작품8] 의자1, 900×550×550mm, 철, 2002

[작품9] 의자2, 700×500×560mm, 철, 2002 [작품10] 의자3, 700×500×500mm, 철, 2002

[작품11] tea table2, 650×600×600mm, 철. 유리, 2002 [작품12] 의자4, 700×600×600mm, 철, 2002

참고그림 목록

(그림1) 에밀갈레, 양파형태 꽃병, 1900년대 (그림2) 에밀갈레, 사이드보드, 1903

(그림3) 앙리 반 데 벨데, 의자, 1894~1985 (그림4) 필립스탁, 레몬스퀴저

(그림5) 필립스탁, W.W.스툴, 1990 (그림6) 지구르드 페르손, tea pot (그림7) 지구르드 페르손, 접시

(그림8) ① 반원형 볼트, ② 교차 볼트, ③ 고딕식 볼트 (그림9) 고딕건축

(그림10) 북유럽의 숲

(그림11) 필립존슨, 뉴 하모니 성골 안치소, 1960 (그림12) 페리부르츠 사바, 제1바하 예배소

(그림13) 외른 웃존, 시드니 오페라 하우스, 1957~1967 (그림14) 원통형 소라(shell)구조

(그림15) 인장형, 타원포물선형 소라(shell)구조 (그림16) 쌍포물선형 소라(shell)구조

(그림17) 칸델라, 멕시코 레스토랑, 1985 (그림18) 절판구조

(그림19) 미국 공군사관학교 교회 (그림20) synclastic sinking (그림21) anticlastic sinking

(그림22) 마이클 로우, 장식의 조건, 1993 (그림23) 론 아라드, 더블테이크, 1992

(그림24) 론 아라드, After Spring/Before Summer, 1992

참고문헌

단행본

송호산, 건축구조디자인의 세계, 서울, 기문당, 2001 지상현, 시각예술과 디자인의 심리학, 서울, 민음사, 2002 김재규, 앤티크 문화예술기행, 한길아트, 서울, 1998

루돌프 아른하임, 김재은 역, 예술심리학, 서울, 이화여자대학교, 1984 한석우, 입체조형, 서울, 미진사, 1991

임석재, 형태주의 건축운동: 형태와 조형의지, 서울, 시공사, 1999 Kurt Rowland, 신석균 김정 역, 패턴과 형상, 서울, 두영, 1992 임연웅, 디자인 재료학, 서울, 미진사, 1998

Heikki Seppa, Form Emphasis for Metalsmith, Kent State University Press, 1978

정기간행물

사카리 에리, 최범 역, “아르누보의 장식성”, 미술공예 1992.8, 서울, 디자인하우스, 1992

로베르트 쉬무츨러, 김진수 역, “아르누보-유겐트양식의 현상”, 미술공예 1992.9, 디자인하우스, 1992

논문

정경화, “제품디자인의 조형화 과정에서 유기체조형의 개념과 이미지적용에 관한 연구”, 석사학위논문, 대구, 대구대학교, 1998

김승현, “제품디자인에 나타난 유기적 형태에 관한 연구”,석사학위논문, 서울, 숙명여자대학교, 2002

유수혜, “금태칠 기법을 이용한 은 공예품 제작”,석사학위논문, 서울, 국민대학교, 1999

전용일, “Sigurd Presson의 작품세계”, 조형논총16, 서울, 국민대학교 환경디자인 연구소, 1997

abstract

A Study on Metal Furniture and Object Utilizing Structural Forms from Nature.

Choi, Ki-Joon Dept. of Metalwork & Jewelry Graduate School, Kookmin University Directed By prof. Jeon, Yong-Il

This research tries to interpret the fundamental condition in metal smiting the 'function' and both physics and space that would be questioned to solve the problem by relating it to natural structures.

Imitating of natural figure is one of the most developed human instincts that have been constantly progressing since the beginning of human history. Human use the adoption of nature to their actual subsistence.

Historically Art Nouveau style that actively adopted the natural structure later was terminated due to excessive use of decoration. But in contemporary craft, design, and architecture adequate use of natural expression could become one of the essential elements within these designs.

In this study the natural structure and shell figure are introduced by tension of fragile metal sheet. The essential purpose of this adoption is to solve the question of space and physical strength of 'function'.

During this research, my work has covered from tableware to furniture and this deals with progress of shifting viewpoint from a structure that create space to the one that solve the physical strength.

To generate the solution of structure silver, brass, and copper are used to produce garlic-shaped tea infuser, spoon, and Stream of Light 1,2, using anticlastic sinking technique as the materials show excellence in plasticity.

Through these work, new postures of technical research has been discovered by reinterpreting the natural framework.

Furniture are produced by using metal sheets to seek the probability of structure. With great tension and character of iron, tables and chairs have been manufactured and the shape of shell was enough to construct the possibility of simple and minimal structural solution of nature.

Most of the work images are influenced by nature, but they are restrained with excessive descriptions to emphasize structural beauty and feature of design within the properties of metal by being immersed in expressing space and movement through preciseness of metal manufacture.

Further, this research tries to suggest exemplification of formative composition by drawing the objectivity from aesthetic senses and establishing natural images derived from tension and spatial stream that artificial structures have.